Содержание
Hubble впервые обнаружил блуждающую черную дыру, определив ее массу и местоположение — Газета.Ru
Hubble впервые обнаружил блуждающую черную дыру, определив ее массу и местоположение — Газета.Ru | Новости
close
100%
Космический телескоп NASA Hubble представил первые прямые доказательства существования одинокой черной дыры, дрейфующей в межзвездном пространстве, измерив ее массу и точное местоположение. До сих пор массы черных дыр определяли косвенными методами, опираясь на их взаимодействие с компаньонами в двойных системах или со звездами в ядрах галактик, пишет портал HubbleSite.org.
Hubble проводил наблюдения спирального рукава Стрельца-Киля Млечного Пути, что позволило обнаружить черную дыру, проходящую через этот рукав на расстоянии около 5 тыс. световых лет от Земли. В момент своего образования миллионы лет назад эта черная дыра получила толчок при взрыве сверхновой за счет асимметричного выброса гравитационных волн, после чего отправилась в долгий полет через всю галактику.
«Блуждающие по нашей галактике черные дыры рождаются в результате редких чудовищных взрывов массивных звезд, составляющих менее одной тысячной всего звездного населения Млечного Пути, они по меньшей мере в 20 раз массивнее нашего Солнца, — говорится в заявлении NASA. — Эти звезды взрываются как сверхновые, а остатки их ядер под действием гравитации испытывают коллапс, сжимаются и превращаются в черные дыры. Поскольку взрыв не получается идеально симметричным, черная дыра может испытать толчок и полететь за счет отдачи через всю галактику».
Hubble не способен сфотографировать непосредственно черную дыру, так как она поглощает весь падающий на нее свет, однако мощная гравитация этих объектов искажает окружающее пространство, и свет, исходящий от фоновых звезд, искривляется и местами усиливается, когда черная дыра проходит перед ними, что и дает астрономам возможность зафиксировать ее присутствие. Этот эффект называют эффектом микролинзирования, он с успехом может использоваться для измерения массы блуждающей черной дыры.
Hubble наблюдал за прохождением черной дыры перед звездами в течение 270 дней, однако затем ученым потребовалось еще шесть лет, чтобы обработать все данные. Исследователи теперь считают, что речь идет именно о черной дыре, однако остается вероятность, что объект представляет собой нейтронную звезду. Предполагаемая масса невидимого компактного объекта составляет от 1,6 до 4,4 массы Солнца. Если он окажется в верхней части этого диапазона масс, то его следует признать черной дырой, в противном случае это будет всего лишь нейтронная звезда. По оценкам астрономов, объект все же имеет достаточно большую массу и движется сквозь Млечный Путь со скоростью свыше 160 тыс. км/ч.
Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Новости
Дзен
Telegram
Дмитрий Самойлов
Вбойко шагает трансгуманизм
О последнем романе Виктора Пелевина
Юрий Мурадян
Долой самозванца!
О том, как не обесценивать свои успехи
Андрей Колесников
Ностальгия по жертвоприношению
О прецеденте спасения мира
Георгий Бовт
Не сможем повторить
К 60-летию Карибского кризиса
Алена Солнцева
Плакать нельзя, бить можно
О семейном насилии и стереотипах отечественного воспитания
Найдена ошибка?
Закрыть
Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.
Продолжить чтение
Hubble сделал снимки чёрной дыры, которая формирует новые звезды
Как оказалось, чёрные дыры могут не только уничтожать звезды, но и рождать новые.
Черные дыры — это самые массивные объекты во Вселенной. Их гравитационное притяжение настолько сильно, что ничто не может от него ускользнуть — даже свет. Но согласно новому исследованию NASA, черные дыры могут играть более сложную роль в галактических «экосистемах». В частности, было обнаружено, что рядом с черной дырой происходит формирование новой звезды, и этот факт дает нам возможность узнать, как вообще образуются массивные черные дыры.
Около десяти лет назад Эми Рейнес, тогда еще магистрант, обнаружила черную дыру в галактике, расположенной на расстоянии около 30 миллионов световых лет от Земли, в южном созвездии Компаса (Pyxis). Она сразу поняла, что с этой чернотой что-то не так, но что именно — выяснилось лишь недавно благодаря последним наблюдениям «Хаббла»
Массивная чёрная дыра находится в самом центре карликовой галактики Henize 2-10 и всего в 30 миллионов световых лет от нас. «Хаббл» смог очень четко зафиксировать как визуальные, так и спектроскопические свидетельства излучения черной дыры.
Дополнительным сюрпризом стало то, что вместо того, чтобы препятствовать звездообразованию, излучение провоцирует рождение новых звезд», — сказал Закари Шутте, аспирант Рейнес и ведущий автор нового исследования.
Henize 2-10, является так называемой галактикой со вспышкой звездообразования — в ней звезды образуются с очень высокой скоростью, примерно в 1000 раз быстрее, чем обычно. По сравнению с другими галактикам она относительно мала и относится к типу карликовых галактик.
Image credits: Schutte и Reines (2022).
Исследователям уже было известно о необычном газовом образовании в этом районе, но «Хабблу» удалось также получить изображение выброса, связанного с центральной черной дырой. Хотя этот процесс до конца не изучен, астрономы считают, что черные дыры (или, по крайней мере, некоторые из них) действительно испускают потоки газа, несмотря на свою огромную гравитацию. В Henize 2-10 этот выброс движется со скоростью около миллиона миль в час, врезаясь в газовый кокон, и, как оказалось, новорожденные звезды движутся по пути этого выброса.
В больших галактиках все происходит наоборот: материал, падающий к черной дыре, образует струи плазмы, которые не позволяют образовываться звездам. Но, по-видимому, в менее массивной галактике Henize 2-10 потоки излияния имеют именно те условия, при которых происходит образование новых звезд. Ранее исследования в основном фокусировались на крупных галактиках, по которым имеется больше данных. До недавнего времени карликовые галактики оставались малоизученными, и только теперь, благодаря «Хабблу», исследователи начинают их изучать.
«Благодаря высочайшему разрешению «Хаббла» в газовых потоках четко прослеживается штопорообразный рисунок, который мы можем увязать с моделью движущегося вихревого потока из черной дыры. У остатков сверхновой такой картины не было бы, и поэтому это фактически доказательство того, что это черная дыра», — сказал Рейнес.
Роль, которую играют черные дыры во Вселенной, является одной из самых больших загадок в астрономии, и чем больше информации мы получаем, тем больше убеждаемся, что с ними всё далеко не так просто, как казалось раньше.
Например, совсем недавно исследователи поняли, что большинство (если не все) галактик имеют в своем центре черную дыру. И чем массивнее галактика, тем массивнее её черная дыра. Или нет!? Наоборот?! Масса чёрной дыры влияет на размеры галактики!?
Однако пока мы не знаем, как образовались эти черные дыры в центрах галактик (их также называют сверхмассивными черными дырами). Некоторые исследователи предполагают, что они образовались как «обычные» черные дыры и каким-то образом накапливали все большую и большую массу; другие считают, что они могли образоваться только в особых условиях на ранних стадиях развития Вселенной; еще одна альтернативная теория утверждает, что «семена» этих черных дыр происходят из плотных звездных скоплений, которые разрушаются под действием гравитации. Возможно, изучение черной дыры в Henize 2-10 может дать ключ к разгадке этих теорий.
В течение длительного времени черная дыра в этой галактике оставалась относительно небольшой и не накопила много вещества.
Это позволяет предположить, что она относительно не изменилась с момента своего образования, по сути, открывая окно в ранние периоды существования Вселенной.
«Эпоха образования первых черных дыр — это не то время, которое мы можем увидеть, поэтому возникает большой вопрос: откуда они взялись? Карликовые галактики могут хранить некоторую информацию о сценарии зарождения черных дыр, которая считалась потерянной во времени и пространстве «, — подводит итог Рейнес.
рекомендации
Источники:
https://www.nature.com/articles/nature09724
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04215-6
Этот материал написан посетителем сайта, и за него начислено вознаграждение.
Захватывающая Вселенная Хаббла: поиск сверхмассивных черных дыр
Схематическая диаграмма измерений скорости вращающегося диска горячего газа в ядре активной галактики M87. Газ на одной стороне диска движется от Земли со скоростью около 1,2 миллиона миль в час.
Газ на другой стороне диска движется по орбите с той же скоростью, но в противоположном направлении. Эта высокая скорость является признаком огромного гравитационного поля в центре M87. Это явное свидетельство того, что в этом регионе находится массивная черная дыра, потому что она содержит лишь часть того количества звезд, которое необходимо для создания такого мощного притяжения.
Острое зрение Хаббла помогло астрономам разгадать ряд загадок о сверхмассивных черных дырах, включая их распространенность и их влияние на галактики в эволюционирующей Вселенной.
Общая теория относительности Эйнштейна впервые описала характеристики таких гипотетических гравитационно коллапсирующих объектов. Его теория описывала горизонт событий , поглощающий свет, что запрещало бы телескопам когда-либо напрямую видеть такие объекты.
Настоящий термин «черная дыра» был придуман только шесть десятилетий спустя астрофизиком Джоном Уилером. В начале 19В 70-х годах первый кандидат в черные дыры, Лебедь X-1, был обнаружен в рентгеновских лучах, исходящих от перегретого вещества, вращающегося вокруг черной дыры, вращающейся вокруг обычной звезды.
Масса черной дыры в 15 раз больше массы нашего Солнца.
В начале 1990-х Хаббл начал предоставлять убедительные косвенные доказательства существования гигантских черных дыр, масса которых в миллионы или миллиарды раз превышает массу нашего Солнца. Благодаря способности Хаббла различать слабые объекты вблизи ярких объектов, телескоп сделал окончательные наблюдения, показывающие, что квазары (очень удаленные, компактные источники интенсивного излучения) обитают в ядрах галактик. Эти галактики сильно затмеваются яркостью «прожектора» квазара. Хаббл показал, что большинство галактик были замечены в процессе столкновения с другими галактиками, и, согласно теории, эти сильные столкновения подпитывают центральную черную дыру. Наполненная газом, черная дыра теряет некоторое количество материала из-за пылающих струй, которые вырываются из центра галактики, как паяльная лампа, которые Хаббл легко различает.
Затем Хаббл значительно укрепил идею о сверхмассивных черных дырах, измерив их массы, предоставив первые наблюдательные измерения, доказавшие их существование.
В 1997 году астрономы Хаббла посмотрели на ближайший «мини-квазар», яркое ядро гигантской эллиптической галактики М87. Астрономы использовали спектроскопию (разделение звездного света на составляющие его цвета), чтобы «взвесить» черную дыру, чтобы увидеть, намного ли ее невидимая масса превышает массу, которую можно приписать только звездам. Спектрограф Хаббла измерил скорость газа, захваченного гравитационным полем черной дыры в центре. Экстремальные скорости указывали на наличие сверхкомпактной центральной массы, которую можно было объяснить только как черную дыру.
Снимок Хаббла слева показывает ядро галактики, где обитает предполагаемая черная дыра. Астрономы составили карту движения газа, захваченного мощным гравитационным притяжением черной дыры. Изменение длины волны или цвета фиксирует, движется ли объект к наблюдателю или от него. Чем больше отклонение от центральной линии, отмеченной зеленым и желтым цветом вдоль центральной полосы, тем больше скорость вращения. Если бы черной дыры не было, линия на скане была бы почти вертикальной.
Астрономы использовали Хаббл для измерения скоростей, с которыми звезды и газ вращаются вокруг черной дыры, для составления каталога черных дыр в активных и покоящихся галактиках. Перепись галактик Хаббла показала, что сверхмассивные черные дыры обычно находятся в центре галактики. Обзор предполагает, что черные дыры могли быть тесно связаны с рождением и эволюцией галактик. Эта идея подкрепляется связью, разработанной наблюдениями Хаббла, что масса черной дыры связана с массой центральной галактической выпуклости звезд. Чем массивнее выпуклость, тем массивнее черная дыра. Эта связь подразумевает, что существует некий механизм обратной связи между ростом галактики и ее центральной черной дырой.
Вернуться к началу
Космический телескоп Хаббл, возможно, заметил движущуюся черную дыру | Умные новости
Цифровая иллюстрация черной дыры в космосе
Аарон Горовиц через Getty Images
Космический телескоп НАСА «Хаббл» впервые определил, что может быть изолированной черной дырой, блуждающей по галактике Млечный Путь, мчащейся вокруг, как будто в нее выстрелили из пушки.
По оценкам астрономов, он находится на расстоянии около 5000 световых лет и движется со скоростью от 67 000 до 100 000 миль в час, пишет Эшли Стрикленд из CNN.
«Наше открытие черной дыры согласуется с теоретическими расчетами, которые предполагают, что в нашей Галактике должно быть около 100 миллионов черных дыр», — говорит Кайлаш Саху, астроном из Научного института космического телескопа, Newsweek Ed. Браун. «Тогда, если предположить, что черные дыры следуют такому же распределению, что и звезды, статистически можно ожидать, что ближайшая черная дыра может находиться на расстоянии около 80 световых лет».
Но загадочный объект может вовсе не быть черной дырой. Две команды — одна из Калифорнийского университета в Беркли и другая из Научного института космического телескопа в Балтиморе — проанализировали данные Хаббла и обе обнаружили компактный объект. Но команда из Балтимора оценила массу объекта в семь солнечных масс (одна солнечная масса — это вес нашего Солнца), что означает, что это черная дыра, согласно заявлению НАСА.
Результаты команды из Беркли, между 1,6 и 4,4 массами Солнца, были более неоднозначными, возможно, указывая на открытие нейтронной звезды.
«Как бы мы ни хотели сказать, что это определенно черная дыра, мы должны сообщить обо всех возможных решениях», — говорится в заявлении Джессики Лу из команды Беркли. «Это включает в себя как черные дыры с меньшей массой, так и, возможно, даже нейтронную звезду».
Бродячие черные дыры образуются, когда взрываются огромные звезды, по крайней мере в 20 раз больше Солнца. Гравитация сминает ядро звезды, и она схлопывается сама по себе, образуя настолько сильное гравитационное поле, что даже свет не может вырваться. Но в случае блуждающей звезды имплозия несимметрична, поэтому черная дыра проносится через галактику «как взорванное пушечное ядро», согласно НАСА.